[发明专利]利用分束器进行激光剥离方法的方法和装置

说明书

技术领域

提供一种用于激光剥离方法的装置。另外还提供一种激光剥离方法。

发明内容

要解决的任务在于，提供一种用于激光剥离方法的装置，利用它能有效和可靠地从载体上分离一个层。要解决的任务尤其在于，提供一种激光剥离方法，其中半导体层序列能可靠地从载体被去除。

根据该装置的至少一种实施方式，其适合于激光剥离方法，尤其是用以分离在外延衬底上外延生长的半导体层或半导体层序列。所述的层或半导体层是优选地基于含氮化物或含氧化物的材料，尤其是含氮化物的半导体材料。例如所述半导体层序列是基于GaN、InGaN和/或AlGaN。

根据该装置的至少一种实施方式，其包括用于生成优选为脉冲式的激光束的激光器。激光束的波长例如是短波的，使得光子能量大于要从所述载体分离的半导体材料的带隙。例如激光束的波长位于紫外光谱范围，尤其波长小于400nm或小于360nm。

根据该装置的至少一种实施方式，其包括至少一个分束器，优选至少两个分束器。所述至少一个分束器被设置用于把激光器产生的尤其为脉冲式的激光束划分为至少两个子束。所述分束器也可以尤其是介电的、部分穿透的分束器或反射镜，也可以是棱镜和/或依赖于偏振的反射元件。这意味着，在装置工作时激光束通过至少一个分束器被划分为至少两个子束。

根据该装置的至少一种实施方式，所述至少两个子束在照射面上叠加。换句话说，激光束被划分为多个子束，然后再在照射面上叠加。子束在照射面上叠加可意味着，子束在照射面上的截面部分地或完全地是等覆盖的。等覆盖可以包含:所述截面中的一个完全被所述截面中的另一个包括或涵盖。

根据该装置的至少一种实施方式，所述照射面被设置成所述载体的背朝所述要从载体分离开的层的主面被布置在该照射面上。为此，该装置可以具有支撑装置，利用该支撑装置能支撑该载体连同所述的层。该支撑装置优选能在横向上定位和行驶。

根据该装置的至少一种实施方式，在所述照射面上所述至少两个子束之间的角度至少为1.0°。优选地，该角度至少为5.0°。换句话说，子束的射束轴如此地与照射面相交，使得子束的射束轴之间的角度尤其成对地为至少1.0°，优选至少为5.0°。

在该装置的至少一种实施方式中，该装置被设立用于激光剥离方法以便从载体分离至少一个层。该装置包括用于生成例如脉冲式的激光束的激光器以及至少一个分束器。所述激光束借助于至少一个分束器被划分为至少两个子束。所述子束在照射面上叠加，其中所述照射面被设置成所述载体的背朝所述层的主面被布置在该照射面上。在所述照射面上所述至少两个子束之间的角度至少为1.0°。

如果在激光剥离方法（英文被称为Laer-Lift-Off）中使用相干的定向激光束，那么在穿透譬如一个载体的尤其粗糙的入射面时可能在其例如几百微米以下的界面上产生干涉图样。该干涉图样具有穿透的激光束的统计分布的、位置固定的强度调制。但是，在使用成本较便宜的、带有非抛光的粗糙入射面的载体时，通过具有干涉能力的激光束可能在激光剥离时对外延生长的半导体层序列产生损害。为了保证从载体均匀地分离例如半导体层序列，现在提出避免或减小这种强度调制是有利的。

通过把激光束划分为至少两个子束并接着以某个大于临界角的角度叠加所述的子束，激光束的干涉能力被降低，由此可以降低干涉图样的强度调制和避免或减小对半导体层序列的损害。

根据该装置的至少一种实施方式，所述子束中的至少两个和/或所有子束具有相同的强度，容差最高为20%，尤其容差最高为10%。换句话说，对于每激光脉冲，两个子束和/或所有子束具有基本相同的能量。但随着子束数量的增加，每脉冲的能量容差也可以变得更大。譬如每增加一个额外的子束，脉冲能量容差就增加5个百分点，但容差最大为50%。

根据该装置的至少一种实施方式，所述激光束的脉冲时延最大为50ns。例如，激光束是脉冲时延为1ns和15ns之间（包括端值）的纳秒脉冲，尤其是3ns和10ns之间（包括端值）。也可以使用皮秒脉冲或毫微微秒脉冲，其脉冲时延尤其为2fs和1000ps之间（包括端值），或脉冲时延为60fs和20ps之间（包括端值）。